Най-високото съдържание на въглехидрати в една растителна клетка. Въглехидрати и техните функции

За нормалното функциониране на човешкото тяло са необходими основни вещества, от които са изградени всички структурни части на клетките, тъканите и цялото тяло. Това са връзки като:

Всички те са много важни. Невъзможно е да се разграничат сред тях повече или по-малко значими, тъй като липсата на такива води тялото до неизбежна смърт. Нека да разгледаме какви са съединения като въглехидратите и каква роля играят в клетката.

Обща концепция за въглехидрати

От химична гледна точка въглехидратите са сложни кислородсъдържащи органични съединения, чийто състав се изразява с общата формула C n (H 2 O) m. В този случай индексите трябва да са равни или по-големи от четири.

Функциите на въглехидратите в клетката са сходни за растенията, животните и хората. Нека да разгледаме какви са те по-долу. Освен това самите тези съединения са много различни. Има цяла класификация, която ги обединява в една група и ги разделя на различни клонове в зависимост от тяхната структура и състав.

и имоти

Каква е структурата на молекулите от този клас? В крайна сметка това ще определи какви са функциите на въглехидратите в клетката, каква роля ще играят в нея. СЪС химическа точкаОт гледна точка всички разглеждани вещества са алдехидни алкохоли. Тяхната молекула съдържа алдехидната група -SON, както и алкохолни функционални групи -OH.

Има няколко варианта на формули, с които можете да изобразявате

Разглеждайки последните две формули, е възможно да се предвидят функциите на въглехидратите в клетката. В края на краищата ще станат ясни свойствата им, а от там и ролята им.

Химични свойствакоито показват захарите се дължат на наличието на две различни функционални групи. Например, подобно на въглехидратите, те са способни да дадат качествена реакция с прясно утаения меден (II) хидроксид и подобно на алдехидите, те се окисляват до реакция със сребърно огледало.

Класификация на въглехидратите

Тъй като има голямо разнообразие от разглеждани молекули, химиците създадоха единна класификация, който обединява всички подобни съединения в определени групи. И така, разграничават се следните видове захари.

1. Прости или монозахариди.Те съдържат една субединица. Сред тях са пентози, хексози, хептози и др. Най-важните и често срещани са рибозата, галактозата, глюкозата и фруктозата.
2. Комплекс. Състои се от няколко подединици. Дизахариди - от два, олигозахариди - от 2 до 10, полизахариди - повече от 10. Най-важните сред тях: захароза, малтоза, лактоза, нишесте, целулоза, гликоген и др.

Функциите на въглехидратите в клетката и тялото са много важни, така че всички изброени молекулярни варианти са важни. Всеки от тях има своя собствена роля. Нека да разгледаме какви са тези функции по-долу.

Функции на въглехидратите в клетката

Има няколко от тях. Има обаче такива, които могат да се нарекат основни, определящи, а има и вторични. За да разберете по-добре този проблем, трябва да ги изброите всички по по-структуриран и разбираем начин. Така ще разберем функциите на въглехидратите в клетката. Таблицата по-долу ще ни помогне с това.

Очевидно е трудно да се надцени значението на въпросните вещества, тъй като те са в основата на много жизненоважни процеси. Нека разгледаме по-подробно някои от функциите на въглехидратите в клетката.

Енергийна функция

Един от най-важните. Никоя храна, консумирана от човек, не може да му осигури толкова килокалории, колкото въглехидратите. В края на краищата точно 1 грам от тези вещества се разгражда, за да се освободят 4,1 kcal (38,9 kJ) и 0,4 грама вода. Тази продукция може да осигури енергия за функционирането на целия организъм.

Следователно можем да кажем с увереност, че въглехидратите в клетката служат като доставчици или източници на сила, енергия, способност за живот, за извършване на всякакъв вид дейност.

Отдавна е отбелязано, че сладкишите, които са предимно въглехидрати, могат бързо да възстановят силата и да дадат енергия. Това се отнася не само за физическата подготовка и стреса, но и за умствената дейност. В крайна сметка, колкото повече човек мисли, решава, размишлява, учи и т.н., толкова повече биохимични процесисе случва в неговия мозък. И за тяхното прилагане е необходима енергия. Къде мога да го взема? Отговорът е по-вероятен, продуктите, които ги съдържат, ще го дадат.

Енергийната функция, изпълнявана от въпросните съединения, позволява не само да се движим и мислим. Енергията е необходима и за много други процеси:

• изграждане на структурните части на клетката;
• обмен на газ;
• обмен на пластмаса;
• освобождаване от отговорност;
• кръвообращение и др.

Всички жизнени процеси изискват източник на енергия за тяхното съществуване. Това е, което въглехидратите осигуряват на живите същества.

Пластмаса

Друго име за тази функция е конструкция или структурна. То говори само за себе си. Въглехидратите участват активно в изграждането на важни макромолекули в организма, като:

• ADF и други.

Именно благодарение на съединенията, които разглеждаме, се образуват гликолипидите - една от най-важните молекули на клетъчните мембрани. Освен това растенията са изградени от целулоза, тоест полизахарид. Това е и основната част от дървото.

Ако говорим за животни, тогава в членестоноги (ракообразни, паяци, кърлежи), протисти, хитинът е част от клетъчната мембрана - същият компонент се намира в гъбичните клетки.

По този начин въглехидратите в клетката функционират като строителни материали и позволяват да се образуват много нови структури и старите да се разпадат с освобождаването на енергия.

Съхранение

Тази функция е много важна. Не цялата енергия, постъпваща в тялото с храната, се изразходва веднага. Някои остават затворени в въглехидратни молекули и се съхраняват като резервни хранителни вещества.

В растенията това е нишесте или инулин, в клетъчната стена е целулоза. При хората и животните - гликоген, или животинска мазнина. Това се случва, за да има винаги запас от енергия в случай, че тялото гладува. Например камилите съхраняват мазнини не само за получаване на енергия, когато се разграждат, но в по-голямата си част за освобождаване необходимо количествовода.

Защитна функция

Наред с описаните по-горе функциите на въглехидратите в клетките на живите организми са и защитни. Това е лесно да се провери, ако анализирате висококачествен съставсмола и смола, образувани на мястото на нараняване на структурата на дървото. По свой начин химическа природаТова са монозахаридите и техните производни.

Такава вискозна течност не позволява на чужди патогенни организми да проникнат в дървото и да го наранят. Оказва се, че защитната функция на въглехидратите е изпълнена.

Също така пример за тази функция могат да бъдат такива образувания в растенията като тръни и тръни. Това са мъртви клетки, които се състоят предимно от целулоза. Те предпазват растението от изяждане от животни.

Основната функция на въглехидратите в клетката

От функциите, които изброихме, със сигурност можем да подчертаем най-важната. В крайна сметка задачата на всеки продукт, съдържащ въпросните вещества, е да се усвои, разгради и да даде на тялото необходимата за живот енергия.

Следователно основната функция на въглехидратите в клетката е енергията. Без достатъчно количество жизненост нито един процес, както вътрешен, така и външен (движение, изражения на лицето и т.н.), няма да може да протече нормално. И никое вещество не може да осигури повече енергия от въглехидратите. Затова определяме тази роля като най-важна и значима.

Храни, съдържащи въглехидрати

Нека обобщим отново. Функциите на въглехидратите в клетката са следните:

• енергия;
• структурни;
• съхраняване;
• защитно;
• рецептор;
• топлоизолация;
• каталитични и други.

Какви храни трябва да се консумират, така че тялото да получава достатъчно количество от тези вещества всеки ден? Малък списък, съдържащ само най-богатите на въглехидрати храни, ще ни помогне да разберем това.

1. Растения, чиито грудки са богати на нишесте (картофи, йерусалимски артишок и др.).
2. Зърнени храни (ориз, перлен ечемик, елда, просо, овес, пшеница и други).
3. Хляб и всички хлебни изделия.
4. Cane или е дизахарид в чист вид.
5. Макаронени изделия и всичките им разновидности.
6. Медът е 80% рацемична смес от глюкоза и фруктоза.
7. Сладкиши – всички сладкарски изделия със сладък вкус са източник на въглехидрати.

Въпреки това, не трябва да злоупотребявате с изброените продукти, защото това може да доведе до прекомерно отлагане на гликоген и, като следствие, затлъстяване, както и диабет.

Хранителните вещества във въглехидратите са прост и достъпен източник на енергия за тялото. Сложните въглехидрати винаги са по-здравословни от простите въглехидрати, които допринасят за отлагането на мастна тъкан под кожата. Монозахаридите, олигозахаридите и полизахаридите се наричат ​​основни въглехидрати. Монозахаридите са комбинация от сладка рибоза, дезоксирибоза, глюкоза, фруктоза, галактоза. Полизахаридите включват разтворима и сладка захароза (тръстикова захар), малтоза (сладък малц), лактоза (захарно мляко). Полизахаридите са остатъчни молекули от монозахариди, които имат ковалентни връзки. Те се намират в нишесте, целулоза, хитин, нишесте.

Въглехидрати за клетъчната функция. Натрупването на енергия за гладкото функциониране на цялото тяло е основната функция на въглехидратите в клетката. Когато се изгори (окисли) или създаде анаеробни условия (без доставка на кислород), въглеродът освобождава енергия към клетките. Клетъчното дишане се осигурява от глюкоза. Биологичните процеси в организма са невъзможни без фруктоза. Покълващите семена натрупват малтоза, а фотосинтезата се осигурява от захароза. Без тези прости, смилаеми източници на енергия за клетките, обменът на протеинови и мастни молекули не би се осъществил и секретите на слюнчените жлези и жлезите, които образуват слуз и други важни съединения, не биха работили.

Глюкозата от плодове и горски плодове е необходима за функционирането на мозъка. Черният дроб се нуждае от него за гладко функциониране и гликоген. За да усвои фруктозата, тялото не се нуждае от допълнително производство на инсулин. Това е важно за диабетиците. Фруктозата е необходима за намаляване на калоричното съдържание на храната и се намира в меда, плодовете и плодовете. Лактоза - в млечните продукти, малтоза - в меда, малцов екстракт (меласа), покълнали зърна. Захарозата се съдържа в сладките плодове и зеленчуци: кайсии, праскови, сливи, цвекло, моркови, както и захарното цвекло и тръстиката, от които се получава захар и се добавя към сладкарски изделия, бонбони и шоколад, печива и сладки напитки.

Съхраняваща функция на въглехидратите. Излишните въглехидрати се натрупват в клетките и насърчават отлагането на мазнини, особено захароза. Нишестето с гликоген става доставчик на енергия. Те компенсират липсващата енергия в клетката при мускулна работа и продължителен глад. Това е функцията за съхранение на въглехидратите. Източници на нишесте са продуктите от брашно, зърнени храни, бобови растения и картофи. Тялото усвоява бавно храни с нишесте, където то се разгражда до глюкоза. Грисът и оризът са по-лесно смилаеми. Когато ядете плодове и плодове, черният дроб се насища с гликоген.

Ролята на ненаситените (сложни) въглехидрати. Ненаситените въглехидрати са отговорни за метаболизма. При тяхното отсъствие или недостиг, мазнините и протеините трябва да заменят липсващата енергия, нарушавайки метаболизма на солта и бъбречната дейност, отравяйки мозъчните клетки. Ненаситените въглехидрати насърчават развитието на полезни бактерии и стимулират чревната подвижност, премахват мазнините, забавят усвояването на захарта, намаляват холестерола, премахват запека и хемороидите, намаляват дозата инсулин при диабетици.

Те се намират във фибрите: целулоза, хемицелулоза, лигнин, гума, пектин. Сложните въглехидрати съдържат зеленчуци, плодове, горски плодове, цитрусови плодове, пшенични трици, овес."Резюме". Основната функция на въглехидратите в клетката е да съхраняват енергия за тялото. Функцията за съхранение на въглехидратите е натрупването на източник на енергия. Сложни ненаситени въглехидрати – развиват полезни бактерии и стимулират чревната функция.

Въведение

въглехидрати гликолипиди биологични

Въглехидратите са най-обширният и най-изобилен клас на Земята. органични съединения, които са част от всички организми и са необходими за живота на хората и животните, растенията и микроорганизмите. Въглехидратите са основните продукти на фотосинтезата; в цикъла на въглерода те служат като вид мост между неорганичните и органичните съединения. Въглехидратите и техните производни във всички живи клетки играят ролята на пластичен и структурен материал, доставчик на енергия, субстрати и регулатори на специфични биохимични процеси. Въглехидратите не само изпълняват хранителна функция в живите организми, но също така изпълняват поддържащи и структурни функции. Въглехидратите или техните производни се намират във всички тъкани и органи. Те са част от клетъчните мембрани и субклетъчните образувания. Те участват в синтеза на много важни вещества.

Уместност

В момента тази тема е актуална, тъй като въглехидратите са необходими на тялото, тъй като те са част от неговите тъкани и изпълняват важни функции: - те са основният доставчик на енергия за всички процеси в тялото (могат да се разграждат и да осигуряват енергия дори при липса на кислород); - необходими за рационалното използване на протеини (с дефицит на въглехидрати, протеините се използват за други цели: те стават източник на енергия и участници в някои важни химични реакции); - тясно свързано с метаболизма на мазнините (ако ядете твърде много въглехидрати, повече, отколкото може да се превърне в глюкоза или гликоген (който се съхранява в черния дроб и мускулите), тогава резултатът е мазнина. Когато тялото се нуждае от повече гориво, мазнините се преобразуват обратно към глюкозата и телесното тегло намалява); - са особено необходими на мозъка за нормално функциониране (ако мускулна тъканможе да натрупва енергия под формата на мастни натрупвания, мозъкът не може да направи това; той е изцяло зависим от редовния прием на въглехидрати в тялото); - съставна част са на молекулите на някои аминокиселини, участват в изграждането на ензими, образуването на нуклеинови киселини и др.

Понятие и класификация на въглехидратите

Въглехидратите са вещества с обща формула С н (З 2О) м , където n и m могат да имат различни значения. Името "въглехидрати" отразява факта, че водородът и кислородът присъстват в молекулите на тези вещества в същото съотношение, както в молекулата на водата. В допълнение към въглерод, водород и кислород, въглехидратните производни могат да съдържат и други елементи, като азот.

Въглехидратите са една от основните групи органични вещества в клетките. Те са първичните продукти на фотосинтезата и началните продукти на биосинтезата на други органични вещества в растенията (органични киселини, алкохоли, аминокиселини и др.), а също така се намират в клетките на всички други организми. IN животинска клеткасъдържанието на въглехидрати е от порядъка на 1-2%; в някои случаи може да достигне 85-90% от масата на сухото вещество.

Има три групи въглехидрати:

· монозахариди или прости захари;

· олигозахариди - съединения, състоящи се от 2-10 молекули прости захари, свързани последователно (например дизахариди, тризахариди и др.).

· полизахаридите се състоят от повече от 10 молекули прости захари или техни производни (нишесте, гликоген, целулоза, хитин).

Монозахариди (прости захари)

В зависимост от дължината на въглеродния скелет (броя на въглеродните атоми) монозахаридите се делят на триози (C 3), тетроза (C 4), пентози (C 5), хексози (C 6), хептоза (C7 ).

Молекулите на монозахаридите са или алдехидни алкохоли (алдози), или кето алкохоли (кетози). Химичните свойства на тези вещества се определят основно от алдехидните или кетонните групи, които изграждат техните молекули.

Монозахаридите са силно разтворими във вода и имат сладък вкус.

Когато се разтворят във вода, монозахаридите, започвайки с пентози, придобиват форма на пръстен.

Циклични структури на пентози и хексози - обичайните им форми: във всяка този моментсамо малка част от молекулите съществуват в "отворена верига". Олиго- и полизахаридите също включват циклични форми на монозахариди.

В допълнение към захарите, в които всички въглеродни атоми са свързани с кислородни атоми, има частично редуцирани захари, най-важната от които е дезоксирибозата.

Олигозахариди

Когато се хидролизират, олигозахаридите образуват няколко молекули прости захари. В олигозахаридите молекулите на простите захари са свързани чрез така наречените гликозидни връзки, свързващи въглеродния атом на една молекула чрез кислород с въглеродния атом на друга молекула.

Най-важните олигозахариди включват малтоза (малцова захар), лактоза (млечна захар) и захароза (захар от тръстика или цвекло). Тези захари се наричат ​​още дизахариди. По своите свойства дизахаридите са блокове на монозахаридите. Те се разтварят добре във вода и имат сладък вкус.

полизахариди

Това са полимерни биомолекули с високо молекулно тегло (до 10 000 000 Da), състоящи се от голямо числомономери - прости захари и техните производни.

Полизахаридите могат да се състоят от монозахариди от един или различни видове. В първия случай те се наричат ​​хомополизахариди (нишесте, целулоза, хитин и др.), Във втория - хетерополизахариди (хепарин). Всички полизахариди са неразтворими във вода и нямат сладък вкус. Някои от тях са способни на подуване и слуз.

Най-важните полизахариди са следните.

Целулоза- линеен полизахарид, състоящ се от няколко прави успоредни вериги, свързани помежду си с водородни връзки. Всяка верига е образувана от β-D-глюкозни остатъци. Тази структура предотвратява проникването на вода и е много издръжлива, което осигурява стабилността на растителните клетъчни мембрани, които съдържат 26-40% целулоза.

Целулозата служи като храна за много животни, бактерии и гъбички. Въпреки това повечето животни, включително хората, не могат да усвояват целулозата, тъй като съдържат стомашно-чревния трактНяма ензим целулаза, който разгражда целулозата до глюкоза. В същото време целулозни влакнаиграя важна роляв храненето, тъй като придават на храната обем и груба консистенция и стимулират чревната подвижност.

Нишесте и гликоген. Тези полизахариди са основните форми на съхранение на глюкоза в растенията (нишесте), животните, хората и гъбите (гликоген). Когато се хидролизират, в организмите се образува глюкоза, която е необходима за жизнените процеси.

Хитинобразувани от β-глюкозни молекули, в които алкохолната група при втория въглероден атом е заменена с азотсъдържаща група NHCOCH 3. Неговите дълги успоредни вериги, подобно на целулозните вериги, са събрани в снопове. Хитин - основен структурен елементобвивки на членестоноги и клетъчни стени на гъби.

кратко описание наекологична и биологична роля на въглехидратите

Обобщавайки разгледания по-горе материал относно характеристиките на въглехидратите, можем да направим следните изводи за тяхната екологична и биологична роля.

1. Те ​​изпълняват строителна функция, както в клетките, така и в организма като цяло поради факта, че са част от структурите, които образуват клетките и тъканите (това е особено характерно за растенията и гъбите), напр. клетъчни мембрани, различни мембрани и др., освен това въглехидратите участват в образуването на биологично необходими вещества, които образуват редица структури, например в образуването на нуклеинови киселини, които формират основата на хромозомите; въглехидратите влизат в състава на сложни протеини - гликопротеини, които имат определено значение при формирането на клетъчните структури и междуклетъчното вещество.

2. Най-важната функциявъглехидратите имат трофична функция, състояща се във факта, че много от тях са хранителни продукти на хетеротрофни организми (глюкоза, фруктоза, нишесте, захароза, малтоза, лактоза и др.). Тези вещества, в комбинация с други съединения, образуват хранителни продукти, използвани от хората (различни зърнени храни, плодове и семена отделни растения, които включват въглехидрати, са храна за птици, а монозахаридите, влизайки в цикъл на различни трансформации, допринасят за образуването както на собствените си въглехидрати, характерни за даден организъм, така и на други органо-биохимични съединения (мазнини, аминокиселини (но не техните протеини), нуклеинови киселини и др.).

3. Въглехидратите също се характеризират с енергийна функция, която се състои в това, че монозахаридите (по-специално глюкозата) лесно се окисляват в организмите (крайният продукт на окислението е CO 2и Н 2О), в този случай се освобождава голямо количество енергия, придружено от синтеза на АТФ.

4. Те се характеризират с защитна функция, състоящ се във факта, че структури (и определени органели в клетката) възникват от въглехидрати, които предпазват клетката или организма като цяло от различни щети, включително механични (например хитинови обвивки на насекоми, образуващи екзоскелета, клетъчни стени на растения и много гъби, включително целулоза и др.).

5. Важна роля играят механичните и формообразуващите функции на въглехидратите, които представляват способността на структури, образувани или от въглехидрати, или в комбинация с други съединения, да придават на тялото определена форма и да ги правят механично здрави; Така клетъчните мембрани на механичната тъкан и ксилемните съдове създават рамката (вътрешния скелет) на дървесни, храстови и тревисти растения, хитинът образува външния скелет на насекомите и др.

Кратка характеристика на въглехидратния метаболизъм в хетеротрофен организъм (използвайки примера на човешкото тяло)

Важна роля за разбирането на метаболитните процеси играят познанията за трансформациите, на които се подлагат въглехидратите в хетеротрофните организми. В човешкото тяло този процес се характеризира със следното схематично описание.

Въглехидратите в храната влизат в тялото през устната кухина. Монозахаридите в храносмилателната системапрактически не претърпяват трансформации, дизахаридите се хидролизират до монозахариди, а полизахаридите претърпяват доста значителни трансформации (това се отнася за онези полизахариди, които се използват от тялото като храна, и въглехидрати, които не са хранителни вещества, например целулоза, някои пектини, са отстранени от тялото с фекални маси).

В устната кухина храната се раздробява и хомогенизира (става по-еднородна, отколкото преди да попадне в нея). Храната се влияе от слюнката, отделяна от слюнчените жлези. Съдържа ензима птиалин и има алкална реакционна среда, поради което започва първичната хидролиза на полизахаридите, водеща до образуването на олигозахариди (въглехидрати с малка n стойност).

Част от нишестето дори може да се превърне в дизахариди, което се забелязва при продължително дъвчене на хляб (киселият черен хляб става сладък).

Сдъвканата храна, обилно обработена със слюнка и натрошена от зъбите, навлиза в стомаха през хранопровода под формата на хранителен болус, където е изложена на кисел стомашен сок, съдържащ ензими, които действат върху протеини и нуклеинови киселини. С въглехидратите в стомаха не се случва почти нищо.

След това хранителната каша навлиза в първия отдел на червата (тънките черва), започвайки дванадесетопръстника. Той получава панкреатичен сок (панкреатична секреция), който съдържа комплекс от ензими, които насърчават храносмилането на въглехидратите. Въглехидратите се превръщат в монозахариди, които са разтворими във вода и могат да се абсорбират. Диетичните въглехидрати най-накрая се усвояват в тънките черва и в частта, където се съдържат въси, те се абсорбират в кръвта и навлизат в кръвоносната система.

С кръвния поток монозахаридите се пренасят в различни тъкани и клетки на тялото, но първо цялата кръв преминава през черния дроб (там се изчиства от вредните метаболитни продукти). В кръвта монозахаридите присъстват предимно под формата на алфа-глюкоза (но могат да присъстват и други изомери на хексоза, като фруктоза).

Ако кръвната захар е по-ниска от нормалната, тогава част от гликогена, съдържащ се в черния дроб, се хидролизира до глюкоза. Прекомерното съдържание на въглехидрати характеризира сериозно човешко заболяване - диабет.

От кръвта монозахаридите навлизат в клетките, където повечето от тях се изразходват за окисление (в митохондриите), което синтезира АТФ, който съдържа енергия в „удобна“ за тялото форма. АТФ се изразходва за различни процеси, които изискват енергия (синтез на вещества, необходими на тялото, осъществяване на физиологични и други процеси).

Част от въглехидратите в храната се използват за синтеза на въглехидрати на даден организъм, необходими за образуването на клетъчни структури, или съединения, необходими за образуването на вещества от други класове съединения (така че мазнини, нуклеинови киселини и др. получени от въглехидрати). Способността на въглехидратите да се превръщат в мазнини е една от причините за затлъстяването, заболяване, което включва комплекс от други заболявания.

Следователно консумацията на излишни количества въглехидрати е вредна за човешкото тяло, което трябва да се има предвид при организирането на балансирана диета.

В растителните организми, които са автотрофи, въглехидратният метаболизъм е малко по-различен. Въглехидратите (монозахаридите) се синтезират от самия организъм от въглероден диоксид и вода с помощта на слънчева енергия. Ди-, олиго- и полизахаридите се синтезират от монозахариди. Някои монозахариди участват в синтеза на нуклеинови киселини. Растителните организми използват определено количество монозахариди (глюкоза) в процесите на дишане за окисляване, при което (както при хетеротрофните организми) се синтезира АТФ.

Гликолипидите и гликопротеините като структурни и функционални компоненти на въглехидратните клетки

Гликопротеините са протеини, съдържащи олигозахаридни (гликанови) вериги, ковалентно свързани към полипептиден скелет. Гликозаминогликаните са полизахариди, изградени от повтарящи се дизахаридни компоненти, които обикновено съдържат аминозахари (глюкозамин или галактозамин в сулфонирана или несулфонирана форма) и уронова киселина (глюкуронова или идуронова). Преди това гликозаминогликаните се наричаха мукополизахариди. Те обикновено са ковалентно свързани с протеина; комплекс от един или повече гликозаминогликани с протеин се нарича протеогликан. Гликоконюгатите и сложните въглехидрати са еквивалентни термини за молекули, които съдържат въглехидратни вериги (една или повече), ковалентно свързани с протеин или липид. Този клас съединения включва гликопротеини, протеогликани и гликолипиди.

Биомедицинско значение

Почти всички човешки плазмени протеини, с изключение на албумина, са гликопротеини. Много протеини на клетъчната мембрана съдържат значителни количества въглехидрати. Веществата на кръвната група в някои случаи се оказват гликопротеини, понякога тази роля играят гликосфинголипидите. Някои хормони (например човешки хорионгонадотропин) имат гликопротеинова природа. Напоследък ракът все повече се характеризира като резултат от анормална генна регулация. Основният проблем на рака, метастазите, е феномен, при който раковите клетки напускат мястото си на произход (например гърдата), транспортират се чрез кръвообращението до отдалечени части на тялото (например мозъка) и растат за неопределено време с катастрофални последици за пациента. Много онколози смятат, че метастазите се дължат поне отчасти на промени в структурата на гликоконюгатите на повърхността на раковите клетки. Редица заболявания (мукополизахаридоза) се основават на недостатъчна активност на различни лизозомни ензими, които разрушават отделни гликозаминогликани; в резултат на това един или повече от тях се натрупват в тъканите, причинявайки различни патологични признаци и симптоми. Един пример за такива състояния е синдромът на Hurler.

Разпределение и функции

Гликопротеините се намират в повечето организми, от бактерии до хора. Много животински вируси също съдържат гликопротеини и някои от тези вируси са изследвани широко, отчасти защото са удобни за изследване.

Гликопротеините са голяма група протеини с разнообразни функции, тяхното съдържание на въглехидрати варира от 1 до 85% или повече (в единици маса). Ролята на олигозахаридните вериги във функцията на гликопротеините все още не е точно определена, въпреки интензивното изследване на този въпрос.

Гликолипидите са сложни липиди, образувани чрез комбиниране на липиди с въглехидрати. Гликолипидните молекули имат полярни „глави“ (въглехидрати) и неполярни „опашки“ (остатъци мастни киселини). Благодарение на това гликолипидите (заедно с фосфолипидите) са част от клетъчните мембрани.

Гликолипидите присъстват широко в тъканите, особено в нервната тъкан, по-специално в мозъчната тъкан. Разположени са предимно на външна повърхност плазмената мембрана, където техните въглехидратни компоненти са включени сред другите въглехидрати на клетъчната повърхност.

Гликосфинголипидите, които са компоненти на външния слой на плазмената мембрана, могат да участват в междуклетъчните взаимодействия и контакти. Някои от тях са антигени, например антигенът на Forssmann и вещества, които определят кръвните групи на системата ABO. Подобни олигозахаридни вериги са открити в други гликопротеини на плазмената мембрана. Редица ганглиозиди функционират като рецептори за бактериални токсини (например холерен токсин, който задейства активирането на аденилат циклазата).

Гликолипидите, за разлика от фосфолипидите, не съдържат остатъци от ортофосфорна киселина. В техните молекули галактозните или сулфоглюкозните остатъци са прикрепени към диацилглицерол чрез гликозидна връзка

Наследствени нарушения на метаболизма на монозахаридите и дизахаридите

Галактоземията е наследствена метаболитна патология, причинена от недостатъчна активност на ензимите, участващи в метаболизма на галактозата. Неспособността на тялото да използва галактозата води до тежки увреждания на храносмилателната, зрителната и нервна системадеца в много ранна възраст. В педиатрията и генетиката галактоземията е рядко генетично заболяване, което се среща с честота един случай на 10 000 - 50 000 новородени. Клиничната картина на галактоземия е описана за първи път през 1908 г. при дете, което страда от тежко изтощение, хепато- и спленомегалия и галактозурия; Освен това болестта изчезна веднага след спиране на храненето с млечни продукти. По-късно, през 1956 г., ученият Херман Келкер установи, че в основата на заболяването е нарушение на метаболизма на галактозата. Причини за заболяването Галактоземията е вродена патология, наследена по автозомно-рецесивен начин, т.е. болестта се проявява само ако детето наследи две копия на дефектния ген от всеки родител. Индивиди, хетерозиготни за мутантния ген, са носители на болестта, но те също могат да развият отделни признаци на лека галактоземия. Превръщането на галактозата в глюкоза (метаболитен път на Leloir) става с участието на 3 ензима: галактозо-1-фосфат уридил трансфераза (GALT), галактокиназа (GALK) и уридин дифосфат-галактозо-4-епимераза (GALE). Според дефицита на тези ензими има 1 ( класическа версия), 2 и 3 типа галактоземия Идентифицирането на три вида галактоземия не съвпада с реда на действие на ензимите в метаболитния път на Leloir. Галактозата влиза в тялото с храната и също се образува в червата по време на хидролизата на дизахарида лактоза. Метаболитният път на галактозата започва с нейното превръщане от ензима GALK в галактозо-1-фосфат. След това с участието на ензима GALT галактозо-1-фосфатът се превръща в UDP-галактоза (уридил дифосфогалактоза). След това, с помощта на GALE, метаболитът се превръща в UDP - глюкоза (уридил дифосфоглюкоза). галактозата се натрупва в тялото, което причинява токсично увреждане на различни органи: централната нервна система, черния дроб, бъбреците, далака, червата, очите и др. Нарушаването на метаболизма на галактозата е същността на галактоземията. Най-често срещаният тип в клиничната практика е класическата (тип 1) галактоземия, причинена от дефект в ензима GALT и нарушение в неговата активност. Генът, кодиращ синтеза на галактозо-1-фосфат уридил трансфераза, се намира в околоцентромерната област на 2-ра хромозома. Според тежестта на клиничното протичане се разграничават тежка, умерена и лека степен на галактоземия. Първите клинични признаци на тежка галактоземия се развиват много рано, в първите дни от живота на детето. Скоро след хранене на новороденото кърмаили млечна формула причинява повръщане и разстройство на изпражненията (водниста диария) и интоксикацията се увеличава. Бебето става летаргично и отказва гърдата или шишето; неговото недохранване и кахексия бързо прогресират. Детето може да се притеснява от метеоризъм, чревни колики и прекомерно отделяне на газове. При преглед на дете с галактоземия от неонатолог се разкрива изчезване на рефлексите по време на новороденото. При галактоземия рано се появява персистираща жълтеница с различна тежест и хепатомегалия и прогресира чернодробна недостатъчност. До 2-3 месеца от живота се появяват спленомегалия, цироза на черния дроб и асцит. Нарушенията в процесите на кръвосъсирване водят до появата на кръвоизливи по кожата и лигавиците. Децата започват да изостават в психомоторното развитие рано, но степента на интелектуално увреждане с галактоземия не достига същата тежест, както при фенилкетонурия. До 1-2 месеца децата с галактоземия развиват двустранна катаракта. Увреждането на бъбреците при галактоземия е придружено от глюкозурия, протеинурия и хипераминоацидурия. В крайната фаза на галактоземия детето умира от дълбоко изтощение, тежка чернодробна недостатъчност и слой от вторични инфекции. При галактоземия с умерена тежест се наблюдават също повръщане, жълтеница, анемия, изоставане в психомоторното развитие, хепатомегалия, катаракта и недохранване. Леката галактоземия се характеризира с отказ от кърмене, повръщане след пиене на мляко, забавено развитие на речта и забавяне на теглото и ръста на детето. Въпреки това, дори при лека галактоземия, метаболитните продукти на галактозата имат токсичен ефект върху черния дроб, което води до неговите хронични заболявания.

Фруктоземия

Фруктоземията е наследствено генетично заболяване, състоящо се от непоносимост към фруктоза (плодова захар, съдържаща се във всички плодове, горски плодове и някои зеленчуци, както и мед). При фруктоземия човешкото тяло има малко или почти никакви ензими (ензими, органични вещества от протеинова природа, които ускоряват химичните реакции, протичащи в тялото), които участват в разграждането и усвояването на фруктозата. Заболяването обикновено се открива през първите седмици и месеци от живота на детето или от момента, в който детето започне да получава сокове и храни, съдържащи фруктоза: сладък чай, плодови сокове, зеленчукови и плодови пюрета. Фруктоземията се предава по автозомно-рецесивен начин на наследяване (болестта възниква, ако и двамата родители имат заболяване). Момчетата и момичетата боледуват еднакво често.

Причини за заболяването

Черният дроб няма достатъчно специален ензим (фруктозо-1-фосфат алдолаза), който преобразува фруктозата. В резултат на това метаболитните продукти (фруктозо-1-фосфат) се натрупват в организма (черен дроб, бъбреци, чревни лигавици) и имат увреждащ ефект. Установено е, че фруктозо-1-фосфатът никога не се отлага в мозъчните клетки и лещата на окото. Симптомите на заболяването се появяват след консумация на плодове, зеленчуци или плодове под всякаква форма (сокове, нектари, пюрета, пресни, замразени или сушени), както и мед. Тежестта на проявата зависи от количеството консумирана храна.

Летаргия, бледност кожата. Повишено изпотяване. Сънливост. Повръщане. Диария (чести, обемни (големи порции) редки изпражнения). Отвращение към сладките храни. Хипотрофия (дефицит (недостатъчност) на телесно тегло) се развива постепенно. Увеличен размер на черния дроб. Асцит (натрупване на течност в коремната кухина). Жълтеница (пожълтяване на кожата) - развива се понякога. Остра хипогликемия (състояние, при което нивото на глюкозата (захарта) в кръвта намалява значително) може да се развие при едновременна консумация на големи количества храни, съдържащи фруктоза. Характеризира се с: Треперене на крайниците; конвулсии (пароксизмални неволни мускулни контракции и екстремно напрежение); Загуба на съзнание до кома (липса на съзнание и реакция на всякакви стимули; състоянието представлява опасност за човешкия живот).

Заключение

Значението на въглехидратите в човешкото хранене е много голямо. Те служат като най-важният източник на енергия, осигурявайки до 50-70% от общия прием на калории.

Способността на въглехидратите да бъдат високоефективен източник на енергия е в основата на тяхното „протеин-съхраняващо“ действие. Въпреки че въглехидратите не са сред основните хранителни фактори и могат да се образуват в организма от аминокиселини и глицерол, минималното количество въглехидрати в дневната диета не трябва да бъде по-малко от 50-60 g.

Редица заболявания са тясно свързани с нарушенията на въглехидратния метаболизъм: диабет, галактоземия, нарушение в системата на гликогенното депо, непоносимост към мляко и др. Трябва да се отбележи, че в човешкото и животинското тяло въглехидратите присъстват в по-малки количества (не повече от 2% от сухото телесно тегло), отколкото протеините и липидите; в растителните организми, поради целулозата, въглехидратите представляват до 80% от сухата маса, следователно, като цяло, в биосферата има повече въглехидрати, отколкото всички други органични съединения, взети заедно: въглехидратите играят огромна роля в живота на живи организми на планетата, учените смятат, че приблизително Когато се появи първото въглехидратно съединение, се появи първата жива клетка.

Литература

1. Биохимия: учебник за университети / изд. Е. С. Северина - 5-то изд., - 2009 г. - 768 с.

2. Т.Т. Березов, Б.Ф. Коровкин „Биологична химия“.

3. П.А. Верболович „Работилна среща по органична, физическа, колоидна и биологична химия.“

4. Leninger A. Основи на биохимията // М.: Мир, 1985 г.

5. Клинична ендокринология. Ръководство / Н. Т. Старкова. - 3-то издание, преработено и допълнено. - Санкт Петербург: Питър, 2002. - стр. 209-213. - 576 стр.

6. Детски болести (том 2) - Шабалов Н.П. - учебник, Петър, 2011г

Обучение

Нуждаете се от помощ при изучаване на тема?

Нашите специалисти ще съветват или предоставят услуги за обучение по теми, които ви интересуват.
Изпратете вашата кандидатурапосочване на темата точно сега, за да разберете за възможността за получаване на консултация.

Изпратете добрата си работа в базата знания е лесно. Използвайте формата по-долу

Студенти, докторанти, млади учени, които използват базата от знания в обучението и работата си, ще ви бъдат много благодарни.

Ролята на въглехидратите в клетката

• 1. Клетка 3
• 2. Клетъчен състав 3
• 3. Въглехидрати 5
• 4. Функции на въглехидратите 7
• 5. Ролята на въглехидратите в клетката 7
• Библиография 10
• 1. Клетка
• Съвременната клетъчна теория се състои от следните обобщения.
• Клетката е елементарна частицаживот. Проявата на живот е възможна само на ниво не по-ниско от клетъчното.
• Клетките на всички живи същества имат единен структурен план. Включва цитоплазмата с различни органели и мембрана. Функционалната основа на всяка клетка са протеини и нуклеинови киселини.
• Клетката идва само от клетка (R. Virchow, 1858) в резултат на делене.
• Клетките на многоклетъчните организми се различават по структурни детайли, което се дължи на изпълнението на различни функции. Клетки, имащи общ произход, структура и изпълняващи същите функции в тялото, образуват тъкан (нервна, мускулна, покривна). Тъканите образуват различни органи.
• 2. Клетъчен състав
• Всяка клетка съдържа повече от 60 елемента периодичната таблицаМенделеев. Въз основа на честотата на срещане елементите могат да бъдат разделени на три групи:
• Основни елементи. Това са въглерод (C), водород (H), азот (N), кислород (O). Съдържанието им в клетката надвишава 97%. Те са част от всички органични вещества (протеини, мазнини, въглехидрати, нуклеинови киселини) и формират тяхната основа.
• Макроелементи. Те включват желязо (Fe), сяра (S), калций (Ca), калий (K), натрий (Na), фосфор (P), хлор (Cl). Макроелементите представляват около 2%. Те са част от много органични и неорганични вещества.
• Микроелементи. Те са най-разнообразни (има повече от 50), но в клетка, дори взети заедно, те не надвишават 1%. Микроелементите в изключително малки количества влизат в състава на много ензими, хормони или специфични тъкани, но определят техните свойства. По този начин флуорът (F) е част от зъбния емайл, укрепвайки го.
• Йод (I) участва в структурата на хормона щитовидната жлезатироксин, магнезият (Mg) е част от хлорофила на растителната клетка, медта (Cu) и селенът (Se) се намират в ензимите, които предпазват клетките от мутации, цинкът (Zn) е свързан с процесите на паметта.
• Всички елементи на клетката са част от различни молекули, образувайки вещества, които са разделени на два класа: неорганични и органични.
• Органичните вещества на клетката са представени от различни биохимични полимери, т.е. молекули, които се състоят от многобройни повторения на по-прости, структурно подобни участъци (мономери). Органичните компоненти на клетката са въглехидрати, мазнини и мастноподобни вещества, протеини и аминокиселини, нуклеинови киселини и нуклеинови бази.
• Въглехидратите включват органични вещества с обща химична формула C n (H 2 O) n. Според структурата си въглехидратите се разделят на монозахариди, олигозахариди и полизахариди. Монозахаридите са молекули под формата на единичен пръстен, обикновено съдържащ пет или шест въглеродни атома. Пет въглеродни захари - рибоза, дезоксирибоза. Шест-въглеродни захари - глюкоза, фруктоза, галактоза. Олигозахаридите са резултат от комбинирането на малък брой монозахариди (дизахариди, тризахариди и др.) най-често срещаните са например тръстикова (цвеклова) захар - захароза, състояща се от две молекули глюкоза и фруктоза; малцова захар - малтоза, образувана от две глюкозни молекули; Млечната захар - лактозата, се образува от молекула галактоза и молекула глюкоза.
• Полизахарите - нишесте, гликоген, целулоза, се състоят от огромен брой монозахариди, свързани помежду си в повече или по-малко разклонени вериги.
• 3. Въглехидрати
• Въглехидратите са органични вещества с обща формула Cn(H2O)m.
• В животинската клетка въглехидратите се намират в количества не повече от 5%. Най-богати на въглехидрати са растителните клетки, където съдържанието им достига до 90% от сухата маса (картофи, семена и др.)
• Въглехидратите се делят на прости (монозахариди и дизахариди) и сложни (полизахариди).
• Монозахаридите са вещества като глюкоза, пентоза, фруктоза, рибоза. дизахариди - захар, захароза (състои се от глюкоза и фруктоза.
• Полизахаридите се образуват от много монозахариди. Мономерите на полизахаридите като нишесте, гликоген и целулоза са глюкоза.
• Въглехидратите играят ролята на основен източник на енергия в клетката. По време на процеса на окисление 1 g въглехидрати отделят 17,6 kJ. Нишестето в растенията и гликогенът в животните се отлагат в клетките и служат като енергиен резерв.
• Въглехидратите са органични съединения, съдържащи водород (Н), въглерод (С) и кислород (О), като броят на водородните атоми в повечето случаи е два пъти по-голям от броя на кислородните атоми. Обща формулавъглехидрати: Cn(H2O)n, където n е не по-малко от три. Въглехидратите се образуват от вода (H2O) и въглероден диоксид (CO2) по време на фотосинтезата, която се случва в хлоропластите на зелените растения (в бактериите, по време на бактериална фотосинтеза или хемосинтеза). Обикновено животинската клетка съдържа около 1% въглехидрати (в чернодробните клетки до 5%), а в растителните клетки до 90% (в картофените клубени).
• Всички въглехидрати се разделят на 3 групи:
• Монозахаридите често съдържат пет (пентози) или шест (хексози) въглеродни атома, същото количество кислород и два пъти повече водород (например глюкоза - C6H12O6). Пентозите (рибоза и дезоксирибоза) са част от нуклеиновите киселини и АТФ. Хексозите (фруктоза и глюкоза) постоянно присъстват в клетките на растителните плодове, което им придава сладък вкус. Глюкозата се намира в кръвта и служи като източник на енергия за животински клетки и тъкани;
• Дизахаридите комбинират два монозахарида в една молекула. Трапезната захар (захароза) се състои от молекули глюкоза и фруктоза, млечната захар (лактоза) включва глюкоза и галактоза.
• Всички моно- и дизахариди са силно разтворими във вода и имат сладък вкус.
• Полизахаридите (нишесте, фибри, гликоген, хитин) се образуват от десетки и стотици мономерни единици, които са молекули на глюкозата. Полизахаридите са практически неразтворими във вода и нямат сладък вкус. Основните полизахариди - нишесте (в растителните клетки) и гликоген (в животинските клетки) се отлагат под формата на включения и служат като резервни енергийни вещества.
• 4. Функции на въглехидратите
• Въглехидратите изпълняват две основни функции: енергийна и строителна. Например, целулозата образува стените на растителните клетки (фибри), хитинът е основният структурен компонент на екзоскелета на членестоногите.
• Въглехидратите изпълняват следните функции:
• - те са източник на енергия (при разграждането на 1 g глюкоза се отделя 17,6 kJ енергия);
• - изпълняват строителна (структурна) функция (целулозна мембрана в растителните клетки, хитин в скелета на насекомите и в клетъчната стена на гъбите);
• - запасявам хранителни вещества(нишесте в растителни клетки, гликоген в животински);
• - са компонентиДНК, РНК и АТФ.
• 5. Ролята на въглехидратите в клетката
• Енергия. Моно- и олигозахарите са важен източник на енергия за всяка клетка. Когато се разделят, те освобождават енергия, която се съхранява във формата АТФ молекули, които се използват в много жизнени процеси на клетката и целия организъм. Крайните продукти от разграждането на всички въглехидрати са въглероден диоксид и вода.
• резерва. Моно- и олигозахарите, поради своята разтворимост, бързо се абсорбират от клетката, лесно мигрират в тялото и поради това са неподходящи за дългосрочно съхранение. Ролята на енергиен резерв играят огромни водонеразтворими полизахаридни молекули. При растенията например е нишесте, а при животните и гъбите е гликоген. За да използва тези резерви, тялото трябва първо да преобразува полизахаридите в монозахариди.
• Строителство По-голямата част от растителните клетки имат плътни стени, направени от целулоза, която осигурява на растенията здравина, еластичност и защита от големи загуби на влага.
• Структурни. Монозахаридите могат да се комбинират с мазнини, протеини и други вещества. Например рибозата е част от всички РНК молекули, а дезоксирибозата е част от ДНК.
• Източниците на въглехидрати в храната са предимно храни растителен произход- хляб, зърнени храни, картофи, зеленчуци, плодове, плодове. Въглехидратите от животински продукти се намират в млякото (млечна захар). Хранителните продукти съдържат различни въглехидрати. Зърнените храни и картофите съдържат нишесте – сложно вещество (сложен въглехидрат), което е неразтворимо във вода, но се разгражда от храносмилателните сокове до по-прости захари. В плодовете, горските плодове и някои зеленчуци въглехидратите се съдържат под формата на различни по-прости захари - плодова захар, захар от цвекло, тръстикова захар, гроздова захар (глюкоза) и др. Тези вещества са разтворими във вода и се усвояват добре от тялото. Водоразтворимите захари бързо се абсорбират в кръвта. Препоръчително е да въвеждате не всички въглехидрати под формата на захари, а по-голямата част от тях под формата на нишесте, на което са богати например картофите. Това насърчава постепенното доставяне на захар в тъканите. Препоръчително е да се въвеждат само 20-25% от общото количество въглерод, съдържащ се в дневната диета директно под формата на захар. Това число включва и захарта, съдържаща се в сладкиши, сладкарски изделия, плодове и плодове.
• Ако въглехидратите се доставят с храната в достатъчни количества, те се отлагат главно в черния дроб и мускулите под формата на специално животинско нишесте - гликоген. Впоследствие запасът от гликоген се разгражда в организма до глюкоза и, попадайки в кръвта и другите тъкани, се използва за нуждите на организма. При прекомерно хранене въглехидратите се превръщат в мазнини в тялото. Въглехидратите обикновено включват фибри (мембраната на растителните клетки), които се използват малко от човешкото тяло, но са необходими за правилното храносмилане.

Библиография

1. Химия, прев. от английски, 2-ро изд., М., 1956; Химия на въглехидратите, М., 1967

2. Степаненко B.N., Въглехидрати. Напредък в изследването на структурата и метаболизма, М., 1968

4. Алабин В. Г., Скрежко А. Д. Хранене и здраве. - Минск, 1994

5. Сотник Ж.Г., Заричанская Л.А. Протеини, мазнини и въглехидрати. - М., Приор, 2000

Подобни документи

Клетката е елементарната единица на живота на Земята. Химичен съставклетки. Неорганични и органични вещества: вода, минерални соли, протеини, въглехидрати, киселини. Клетъчна теория за структурата на организмите. Метаболизъм и енергийна трансформация в клетката.

резюме, добавено на 13.12.2007 г


Въглехидратите са група органични съединения. Структура и функции на въглехидратите. Химичен състав на клетката. Примери за въглехидрати, тяхното съдържание в клетките. Получаване на въглехидрати от въглероден диоксид и вода по време на реакцията на фотосинтеза, характеристики на класификацията.

презентация, добавена на 04.04.2012 г


Резултат от разграждането и функционирането на протеини, мазнини и въглехидрати. Състав на протеините и тяхното съдържание в хранителни продукти. Механизми за регулиране на протеиновия и мастния метаболизъм. Ролята на въглехидратите в организма. Съотношението на протеини, мазнини и въглехидрати в пълноценна диета.

презентация, добавена на 28.11.2013 г


Специфични свойства, строеж и основни функции, разпадни продукти на мазнини, белтъчини и въглехидрати. Храносмилане и усвояване на мазнините в организма. Разграждане на сложни въглехидрати в храната. Параметри на регулиране на въглехидратния метаболизъм. Ролята на черния дроб в метаболизма.

курсова работа, добавена на 12.11.2014 г


Понятие и класификация на въглехидратите, основни функции в организма. Кратко описание на екологичната и биологичната роля. Гликолипидите и гликопротеините като структурни и функционални компоненти на клетката. Наследствени нарушения на метаболизма на монозахаридите и дизахаридите.

тест, добавен на 12/03/2014


Енергийни, складови и опорно-изграждащи функции на въглехидратите. Свойства на монозахаридите като основен източник на енергия в човешкия организъм; глюкоза. Основните представители на дизахаридите; захароза. Полизахариди, образуване на нишесте, въглехидратен метаболизъм.

доклад, добавен на 30.04.2010 г


Ролята и значението на белтъчините, мазнините и въглехидратите за нормалното протичане на всички жизненоважни процеси. Състав, структура и основни свойства на протеините, мазнините и въглехидратите, техните най-важни задачи и функции в организма. Основни източници на тези хранителни вещества.

презентация, добавена на 04/11/2013


Понятие, същност, значение, източници и роля на въглехидратите. Използването на въглехидрати в медицината: в парентералното хранене, в диетичното хранене. Същността на фруктозата. основни характеристикихимическа структура на влакната.

резюме, добавено на 13.12.2008 г


Прокариоти и еукариоти, структура и функции на клетката. На открито клетъчната мембрана, ендоплазмен ретикулум, техните основни функции. Метаболизъм и преобразуване на енергията в клетката. Енергиен и пластичен метаболизъм. Фотосинтеза, биосинтеза на протеини и нейните етапи.

резюме, добавено на 07/06/2010


Биологично значениенуклеинова киселина. Структурата на ДНК, поглед към нея от химическа гледна точка. Метаболизъм и енергия в клетката. Набор от реакции на разцепване, пластичен и енергиен обмен (реакции на асимилация и дисимилация) в клетката.

1. Конструктивна (конструкция). Въглехидратите са част от много елементи на живите организми, например клетъчната стена на растителната клетка, гликокаликса на човешкия чревен епител.

2. Сигнал. Въглехидратно-протеиновите комплекси (гликопротеини) образуват рецептори (вижте сигналната функция на протеините).

3. Защитни. Гликопротеини съединителната тъканизпълняват функция химическа защита, устояват на хидролитичните ензими.

4. Енергия. При пълното окисляване на 1 g въглехидрати се освобождават 4,1 kcal или 17,2 kJ енергия.

Тази функция е последната в списъка, но най-важната. Въглехидратите осигуряват на човек повече от 60% енергия.

Клетъчна енергия.

При химични реакции, когато се образуват връзки между прости молекули, се изразходва енергия, а при разрушаване се освобождава енергия.

В процеса на фотосинтеза в зелените растения енергията слънчева светлинасе трансформира в енергията на химичните връзки, които възникват между молекулите на въглеродния диоксид и водата. Образува се молекула глюкоза: CO 2 + H 2 O + Q (енергия) = C 6 H 12 O 6.

Глюкозата е основният източник на енергия за хората и повечето животни.

Процесът на усвояване на тази енергия се нарича "окислително фосфорилиране". Енергията (Q), освободена по време на окислението, незабавно се използва за фосфорилиране на аденозин дифосфорна киселина (ADP):

ADP+P+Q (енергия)=ATP

Оказва се, че „универсалната енергийна валута” на клетката е аденозинтрифосфорната киселина (АТФ). Може да се използва по всяко време за всякаква полезна за тялото работа или за загряване.

ATP®ADP+P+Q (енергия)

Процесът на окисление на глюкозата протича на 2 етапа.

1. Анаеробно (безкислородно) окисление или гликолиза се случва върху гладкия ендоплазмен ретикулум на клетката. В резултат на това глюкозата се разкъсва на 2 части, а освободената енергия е достатъчна за синтезирането на две молекули АТФ.

2. Аеробно (кислородно) окисление. Две части глюкоза (2 молекули пирогроздена киселина) в присъствието на кислород продължават серия от окислителни реакции. Този етап настъпва в митохондриите и води до по-нататъшно разграждане на молекулите и освобождаване на енергия.

Резултатът от втория етап на окисление на една молекула глюкоза е образуването на 6 молекули въглероден диоксид, 6 молекули вода и енергия, което е достатъчно за синтеза на 36 молекули АТФ.

Като субстрати за окисление във втория етап могат да се използват не само молекули, получени от глюкоза, но и молекули, получени в резултат на окисление на липиди, протеини, алкохоли и други енергоемки съединения.

Активна формаоцетна киселина - A-CoA (ацетил коензим А или ацетил коензим А) е междинен продукт от окисляването на всички тези вещества (глюкоза, аминокиселини, мастни киселини и други).

A-CoA е пресечната точка на въглехидратния, протеиновия и липидния метаболизъм.

При излишък на глюкоза и други енергоносещи субстрати тялото започва да ги отлага. В този случай глюкозата се окислява по обичайния път до млечна и пирогроздена киселина, след това до A-CoA. Освен това A-CoA става основа за синтеза на молекули мастни киселини и мазнини, които се отлагат в подкожната мастна тъкан. Напротив, при липса на глюкоза тя се синтезира от протеини и мазнини чрез А-КоА (глюконеогенеза).

Ако е необходимо, резервите от незаменими аминокиселини за изграждането на определени протеини могат да бъдат попълнени.